负极材料作为锂电池的四大原材料之一,对锂电池性能及安全性起着非常重要的作用。
目前市场上应用最广泛的负极材料主要有人造石墨与天然石墨,其中人造石墨以其可靠性和安全性已经发展成负极材料市场的主流。而在提升能量密度的强烈要求之下,硅碳负极在动力电池领域的研究应用正在加速。
业内人士认为,硅碳负极材料将成为未来负极材料等应用主流,但其循环性能差,膨胀明显,首效低,导电性等问题是阻碍其大规模应用等关键。
7月28-29日,由高工锂电主办、江阴市政府支持、苏达汇诚协办的“第十届高工锂电产业高峰论坛”在江苏江阴市隆重启幕,来自产业链各细分领域的国内外领军企业、政策制定者、业内专家学者等超500名嘉宾共同探讨新能源汽车及动力电池产业在新的产业周期下面临的机遇与挑战。
斯诺技术总监杨建锋
其中,深圳市斯诺实业发展股份有限公司技术总监杨建锋作了“硅碳负极产业化问题的探讨“的主题演讲。
杨建锋表示,硅负极在比容量和容量密度方面相比石墨拥有较大优势,在考虑电极压实密度和膨胀率的前提下,SiO和Si的容量密度仍可达石墨的2倍和3倍。但其循环性能和膨胀问题始终没有完全得到解决,Si负极材料较低的压实密度和嵌锂后体积的显着膨胀,局限了电池结构的选择和设计。
同时,原料纳米化生产效率低和复合过程相对复杂导致硅碳负极成本相比石墨高出数倍的价格,也是硅碳材料在电池中大规模应用等一大障碍。
针对上述问题,杨建锋指出可以石墨为基础材料,用Si、SiO提升容量,用C形成导电网络并稳定结构。其中,产品制备路线不同,对基础材料石墨的要求也不同,因此开始匹配性好的石墨十分必要。
而关于在硅碳负极产能布局方面,斯诺的Si-C-石墨材料在2016年处于复合技术研究阶段,2017年将实现试产且小批量供货,2018年达到500t/年的产能。公司的SiO-C-石墨材料在2016年处于复合技术研究阶段,到2017年实现试产且小批量供货,到2018年形成5000t/年的生产能力。公司的石墨(人造、复合)在2017年形成40000t/年底生产能力,2018年形成60000t/年等生产能力。
深圳斯诺将开发基于人造石墨的低温快充型和高倍率长循环型“软碳-硬碳”、“石墨烯-碳”复合材料、钛酸锂材料,以及具有成本优势的“硬碳-石墨“、“软碳-石墨”复合材料等。力争到2018年实现上述新型高性能复合材料逐步产业化,并根据市场需求变化有步骤地升级替换常规人造石墨负极材料,形成高、中、低档布局合理的产品线。
具体到产能布局方面,斯诺的Si-C-石墨材料在2016年处于复合技术研究阶段,2017年将实现试产且小批量供货,2018年达到500t/年的产能;SiO-C-石墨材料在2016年处于复合技术研究阶段,到2017年实现试产且小批量供货,到2018年形成5000t/年的生产能力;石墨(人造、复合)在2017年形成40000t/年底生产能力,2018年形成60000t/年等生产能力。